對于手持式合金分析儀，廢舊金屬處理廠堪稱是條件最惡劣、困難最大的使用環(huán)境之一。

沖擊、摔落、振動、雨水、塵土和尖銳物體等都是日常廣泛存在的風(fēng)險(xiǎn)因素。通過采取一定的預(yù)防措施、進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)和掌握一定的常識，很多事故是可以避免的。但始終還是做不到萬全。

現(xiàn)代化的手持式儀器能夠在嚴(yán)酷的室外環(huán)境下正常工作，并能夠在一定程度上耐受比較粗暴的使用方式。

下面，日立分析儀器的產(chǎn)品經(jīng)理MikkoJ?rvikivi將介紹高精密的實(shí)驗(yàn)室儀器如何轉(zhuǎn)變成高度耐用的手持工具，以及當(dāng)今技術(shù)的局限性所在之處。

分析儀前端 - 弱點(diǎn)所在

長期操作使用手持式X射線熒光（XRF）光譜儀的人幾乎都對儀器的前端，特別是脆弱的X射線探頭敏感性有過痛苦的體驗(yàn)。儀器探頭一旦出現(xiàn)破孔，則將帶來高昂的維修成本，因此應(yīng)當(dāng)盡一切可能予以避免。

為了確保儀器發(fā)揮最佳的性能，并能夠檢測出鎂、鋁、硅、硫及磷等輕元素，往往需要將探頭放置在距離測量窗口非常近的位置。而為了保證探測信號能夠在無衰減的情況下到達(dá)探頭，又必須使用盡可能薄的材料制作測量窗口，在這兩方面因素的影響下，XRF光譜儀的前端非常敏感，使探頭破孔成為儀器意外損壞的最常見原因之一。

在過去的幾年中，業(yè)界推出了多項(xiàng)措施以預(yù)防探頭破孔。一般的解決辦法是采用不同種類的防護(hù)罩保護(hù)測量窗口或探頭。防護(hù)罩可以給現(xiàn)場作業(yè)提供額外一層的安全保護(hù)，但同時(shí)也存在一項(xiàng)需要重視的問題：

如果在探頭和待測樣品之間的路徑上存在障礙物，則會在一定程度上影響分析性能。這一點(diǎn)也是XRF基本物理特性所決定的局限性。一般來說，使用防護(hù)罩會略微延長測量時(shí)間，以及提高輕元素的檢測限。舉例來說，如果需要監(jiān)測不銹鋼中的含磷量，或根據(jù)鎂、硅含量拆分相近的鋁等級，那么一般就無法使用防護(hù)罩，這一點(diǎn)在選擇儀器時(shí)需要予以考慮。

相比之下，手持式激光誘導(dǎo)擊穿光譜（LIBS）分析儀則采用了完全不同的技術(shù)，因此其對切屑等尖銳物體不敏感。LIBS分析儀的測量光學(xué)器件采用藍(lán)寶石玻璃（已知最堅(jiān)硬的材料之一）進(jìn)行防護(hù)。部分儀器的測量窗口甚至采用了嵌入式設(shè)計(jì)，保證玻璃自身不會接觸樣品。使用人員僅需隨時(shí)保持測量窗口的清潔，即可保證最佳的分析性能。

摔落儀器是大忌

對于價(jià)格高達(dá)五位數(shù)的精密儀器，不慎摔落可是個(gè)大忌。當(dāng)前的很多儀器在宣傳時(shí)都聲稱符合MIL-STD-810G，但這一點(diǎn)到底是什么意思？在防止意外摔落和粗暴使用方面其又能提供哪些防護(hù)？

MIL是由美國軍方制定的一套標(biāo)準(zhǔn)，其中包含一系列的試驗(yàn)方法，可用于模擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的耐用性分析，但其不會在真正的現(xiàn)場環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)。MIL-STD-810G標(biāo)準(zhǔn)中包括多項(xiàng)子試驗(yàn)項(xiàng)目，例如跌落試驗(yàn)、被測儀器表面菌類生長試驗(yàn)等等。仔細(xì)查看儀器的技術(shù)規(guī)格可以發(fā)現(xiàn)，針對手持式分析儀所開展的一般試驗(yàn)主要集中在摔落、沖擊、振動和運(yùn)輸方面。此外，還需要針對性地了解各項(xiàng)試驗(yàn)是否嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行，儀器預(yù)期的可能摔落高度是否低于規(guī)格要求高度等內(nèi)容。

要通過MIL-STD-810G跌落試驗(yàn)，需要在4英尺（122cm）的高度下，按照不同的角度將儀器摔落到2英寸（5cm）厚的膠合板平臺26次。最多可使用5臺不同的設(shè)備進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)，也就是說不一定使用一臺設(shè)備連續(xù)通過26次摔落。目前，采用最新型設(shè)計(jì)的手持式光譜儀已經(jīng)能夠在不損壞任何關(guān)鍵零部件或內(nèi)部電子元件的情況下通過此項(xiàng)試驗(yàn)。

但需要注意的是，通過軍方的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)并不能作為產(chǎn)品的質(zhì)量保證。也就是說，用戶不慎將儀器摔落造成的后果不在產(chǎn)品質(zhì)保范圍之內(nèi)。儀器內(nèi)部通常會裝配有振動傳感器，能夠顯示出儀器工作期間是否經(jīng)受過摔落。另外，如果將儀器摔落到瀝青或水泥地面等硬質(zhì)表面上，那么與模擬試驗(yàn)中摔落到膠合板上就是兩碼事了。因此，即便目前的儀器相比以往在堅(jiān)固程度上已經(jīng)有了顯著的提高，在使用時(shí)也應(yīng)當(dāng)始終牢系腕帶或系索。

水和塵土 - 問題不大

水、塵土、油污及切削液等在廢舊金屬處理廠內(nèi)隨處可見。幸好當(dāng)今的儀器已經(jīng)能夠耐受這些環(huán)境條件。目前大部分的儀器的防護(hù)等級都達(dá)到IP54（歐洲）或NEMA3（美國），能夠耐受濺水及塵土。部分防護(hù)等級較高的儀器甚至可以耐受進(jìn)水，但同時(shí)其分析能力也會受到限制，因?yàn)樾枰褂幂^厚的薄膜保護(hù)儀器前端，從而造成其無法檢測輕元素。

在小雨及多塵環(huán)境下，對于大部分手持式分析儀而言，只要定期對其進(jìn)行清潔，并經(jīng)常檢查測量窗口的清潔情況即可保證儀器正常工作。分析儀不可在大雨環(huán)境下使用，而且其任何部分均不能沒入水中。

在潮濕、多塵環(huán)境下，樣品表面的情況也會影響儀器工作，因?yàn)樗皖w粒物會在一定程度上影響分析性能。因此，建議在進(jìn)行測量之前，對樣品表面進(jìn)行干燥和清潔。在使用對樣品表面情況敏感度高于XRF光譜儀的LIBS光譜儀時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。

最好的辦法

采用最新型設(shè)計(jì)的手持式光譜儀當(dāng)前基本可以保證能夠在最為嚴(yán)苛的環(huán)境下正常工作。但是，從物理角度上說，還是存在無法克服的局限性，如何制造出不會損壞的儀器仍然是業(yè)界面臨的難題。

為了保證儀器長期、穩(wěn)定的工作，最好的辦法就是嚴(yán)格按照使用說明謹(jǐn)慎使用儀器。對于部分無法避免的意外情況，相比以往，現(xiàn)今生產(chǎn)的儀器經(jīng)受住考驗(yàn)從而維持正常工作的幾率已大幅提升。

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